CRC(Cyclic Redundancy Check)是一种数据校验的技术,通过生成校验码并将其附加到数据后面来检测数据是否被修改。而CRC16是其中一种非常常用的校验码生成算法。CRC16表的作用就是在进行CRC16校验时,快速地查找校验码,提高校验效率。
由于CRC16校验码大小为16位,因此需要使用一张符合要求的CRC16表进行查找。在这张表中,一共需要存储 2^16(65536)个CRC16码值,每个码值占用 2 个字节,因此整张表的大小为 2^16 * 2 = 131072 字节,即 128KB。由于传输速率的限制,为了提高校验效率,这张表需要存储在CPU的高速缓存中,因此表的大小相对较小,一般为 512 字节。
CRC16表采用预先计算的方式存储,即在程序运行前就将CRC16码值计算好并存储在表中,方便程序调用。在生成CRC16表时,需要先指定一个多项式(通常为标准的 CRC-16-CCITT 多项式),并在该多项式的基础上逐位计算每个CRC16码值。由于CRC16码值受到多项式和输入数据的影响,在生成表时需要对于每一个可能的输入数据,都生成一个对应的码值。
一般来说,CRC16表可以被分成两个部分: 普通部分和快速部分。其中普通部分是按顺序存放的完整 CRC16码值的序列,而快速部分则是一个精简版的表,可用于加速CRC16校验的运算,牺牲了一定的准确率,但能显著提高校验的效率。
CRC16表广泛应用于嵌入式系统,主要是因为嵌入式系统对运算速度的要求很高,而CRC16校验的计算较复杂。采用CRC16表的方式,能够将计算过程预先计算出来并存储在表中,避免了每次进行CRC16校验时都需要进行复杂的计算,从而提高了性能。
此外,为了减少表的体积,有些嵌入式系统使用的CRC16表采用了压缩算法,可以将原始表的大小压缩到更小的体积。同时,也可以在表的组织方式上进行优化,根据实际应用场景使用普通表或快速表,从而进一步提高效率。
CRC16表的大小会受到多个因素的影响,如CRC多项式的长度、存储每个CRC码值所需的位数、使用的算法等等。在设计CRC16表时,需要根据实际应用场景的需求和系统的性能来选择适当的参数。一般来说,表越大,CRC16的匹配准确度越高,但同时也需要占用更多的存储空间和计算资源。
在实际应用中,需要权衡系统的性能和表的大小,选择一个适合的方案。在嵌入式系统中,由于RAM和ROM的大小受到限制,因此需要根据实际情况对CRC16表进行适当的优化,以满足实际需求。